Selama seminggu terakhir, @arcinstitute menerbitkan tiga penemuan baru yang sangat saya banggakan. • Genom fungsional pertama yang dihasilkan AI di dunia. Menggunakan Evo 2 (model ML biologi terbesar yang pernah dilatih, yang dirilis Arc dalam kemitraan dengan @nvidia pada bulan Februari), para ilmuwan Arc memanfaatkan fakta bahwa Evo 2 adalah model generatif untuk menghasilkan urutan yang sama sekali baru untuk genom lengkap. Artinya, mereka menggunakan AI untuk menghasilkan genom yang sepenuhnya baru dan belum pernah dilihat oleh alam. Mereka secara eksperimental mensintesis genom ini dan menunjukkan bahwa yang dihasilkan AI ini benar-benar bekerja, membunuh bakteri E. dengan kemanjuran tinggi. • Germinal, sistem AI untuk membuat antibodi baru. Desain antibodi adalah salah satu masalah besar biologi medis mengingat pentingnya dan kegunaannya yang jelas untuk menciptakan terapi. (Antibodi adalah partikel kecil yang membantu sistem kekebalan tubuh mengidentifikasi patogen dan penyusup berbahaya lainnya. Lihat juga artikel Works in Progress baru-baru ini tentang topik ini: [1].) Saat ini, merancang antibodi yang efektif sangat mahal dan lambat. Germinal adalah cara yang murah dan cepat untuk memproduksi kandidat obat, dengan tingkat keberhasilan hingga 22%. Ini berarti bahwa seseorang dapat beralih dari harus menyaring ribuan kandidat di laboratorium ke penyaringan mungkin beberapa lusin. Ini masih awal, tetapi saya menduga bahwa metode yang lebih baik untuk merancang antibodi akan menjadi masalah yang sangat besar untuk pengobatan penyakit di tahun-tahun mendatang. • Hari ini, kami menerbitkan sebuah makalah yang menunjukkan bahwa "pengeditan jembatan", yang pertama kali diperkenalkan oleh para ilmuwan Arc tahun lalu, dapat membuat pengeditan yang tepat pada sel manusia yang panjangnya hingga 1 juta pasangan basa, dan tanpa bergantung pada mesin perbaikan seluler yang tidak dapat diprediksi secara intrinsik (yang dibutuhkan CRISPR, seringkali menyebabkan kesalahan pengeditan). Mereka menunjukkan bahwa adalah mungkin untuk menggunakan pengeditan ini untuk memotong pengulangan DNA yang menyebabkan ataksia Friedreich (penyakit neurologis), sebuah pendekatan yang juga harus relevan dengan Huntington dan gangguan serupa lainnya. Satu hal yang sangat keren tentang itu adalah bahwa dimungkinkan untuk menentukan setiap nukleotida dalam jendela pengeditan yang diperluas, yang berarti bahwa suntingan jembatan rekursif berpotensi menjadi cara yang ampuh untuk memprogram ulang bahkan sifat biologis yang disebabkan oleh banyak mutasi genetik. (Terapi genetik saat ini menargetkan mutasi tunggal.) Arc cukup baru. Pintunya dibuka pada pertengahan 2022, dan sekarang berjumlah 300 orang. Saya senang dengan penemuan ini karena mereka menunjukkan bahwa sejumlah harapan kami dalam memulai Arc mulai membuahkan hasil: • AI/ML dan komputasi adalah pusat dari ketiganya. Itu jelas benar untuk dua yang pertama, tetapi elemen genetik seluler di balik pengeditan jembatan juga ditemukan sebagai hasil dari pencarian komputasi yang kompleks. Salah satu premis kami dalam memulai Arc adalah keyakinan bahwa persimpangan perangkat lunak/AI dan biologi laboratorium basah eksperimental harus memungkinkan hal-hal hebat. (Dan selain membutuhkan pekerjaan komputasi yang hebat, ketiganya juga membutuhkan pekerjaan laboratorium basah yang kuat, terkoordinasi erat di bawah satu atap fisik.) • Kami telah bermain-main dengan gagasan bahwa segelintir teknologi memungkinkan jenis baru "lingkaran Turing" dalam biologi: kemajuan pengurutan (termasuk pengurutan sel tunggal) memberi kami cara baru untuk membaca; transformator dan AI memberi kita cara berpikir baru; dan genomik fungsional (seperti pengeditan jembatan) memberi kita cara baru untuk menulis. Trio penemuan ini mencakup setiap bagian dari loop ini, dan kami berharap akan ada pengembalian yang lebih parah dalam meningkatkan setiap bagian. • Arc adalah organisasi nirlaba, yang kami harapkan akan membuat kolaborasi dengan orang lain lebih mudah, karena kami dapat menghindari kekhawatiran tentang pengembalian finansial. Ini memang terbukti penting, dan ketiga proyek ini melibatkan kemitraan yang erat dengan yang lain. Germinal dilakukan dalam kemitraan dengan @SynBioGaoLab di Stanford; Evo 2 dilatih dalam kemitraan dengan Nvidia. Penyuntingan jembatan diterbitkan bersama dengan struktur dari @HNisimasu Lab di Universitas Tokyo. Arc mencoba membuat penemuannya berguna (lihat Evo 2 Designer[2]) untuk orang lain, dan kode di balik proyek komputasi adalah open source, mudah-mudahan memudahkan orang lain untuk menemukan peluang baru untuk kolaborasi dan kemitraan di masa depan. Yang terpenting, Arc sendiri merupakan kolaborasi berkelanjutan dengan @UCSF, @UCBerkeley, dan @Stanford. • Dengan Arc, kami ingin memungkinkan pekerjaan bottom-up dan top-down yang lebih baik. Dengan pendanaan yang sepenuhnya fleksibel dan tanpa ikatan yang kami berikan kepada penyelidik, kami ingin memungkinkan penemuan dan jalan penyelidikan yang sama sekali tidak terduga. Dengan inisiatif institut kami (seputar pembuatan sel virtual dan penyembuhan Alzheimer), kami ingin membawa skala dan tingkat koordinasi yang biasanya sulit dalam ilmu dasar. Germinal adalah penemuan "kejutan" yang tidak melibatkan koordinasi top-down, sedangkan Evo 2 adalah hasil dari perencanaan dan pendanaan tingkat tinggi yang ambisius. • Umat manusia tidak pernah menyembuhkan penyakit yang kompleks (kategori yang mencakup sebagian besar penyakit neurodegeneratif, sebagian besar kanker, dan sebagian besar penyakit autoimun), dan harapan saya adalah Arc dapat membantu mengubah ini. Juga jelas bahwa AI akan merevolusi biologi, dan saya berharap Arc dapat secara efektif mengumpulkan bahan-bahan yang dibutuhkan untuk sepenuhnya memanfaatkan janjinya. Saya bias, tetapi saya pikir beberapa biologi paling keren di dunia saat ini sedang dilakukan di Arc. (Mereka selalu merekrut jika Anda tertarik.) Meskipun saya salah satu pendiri Arc, saya menghabiskan hampir seluruh waktu saya di Stripe, tempat kami menghabiskan waktu kami membangun infrastruktur ekonomi untuk internet. Semua pujian atas kemajuan Arc harus diberikan kepada para ilmuwan dan staf luar biasa yang telah menjadikan Arc sebagai rumah mereka atau yang telah memilih untuk berkolaborasi dengan kami. (Anda dapat membaca lebih lanjut tentang penemuan khusus ini di utas ini: [3], [4], [5].) Saya juga sangat berterima kasih kepada karyawan Stripe yang luar biasa yang telah membangun perusahaan yang memungkinkan pekerjaan berkelanjutan Arc, dan kepada jutaan pelanggan yang telah memilih untuk bermitra dengan Stripe. John dan saya merasa beruntung dapat mendukung karya Arc sejauh yang kami lakukan. Mungkin ini terlalu banyak membacanya, tetapi terkadang saya merasa bahwa ada kesamaan antara @arcinstitute dan @stripe. Baik biologi dan infrastruktur ekonomi melibatkan penalaran tentang sistem kompleks dengan banyak tingkat efek yang muncul, dan dalam kedua kasus membangun alat yang tepat dapat memiliki manfaat yang hampir tidak terbatas. Meskipun kemajuan dalam keduanya cenderung memakan waktu lama, juga terasa seperti lima tahun ke depan di keduanya akan menjadi yang paling menarik dalam ingatan hidup. (Jika infrastruktur ekonomi adalah kemacetan Anda, kami memiliki banyak pengumuman fantastis yang akan datang di Stripe Tour di New York minggu depan. Dengarkan!)